Speranță pentru recolte mai bune Pâine pentru lume - genomul grâului decodat de rezidenții din Augsburg
Alături de porumb și orez, grâul este alimentul de bază pentru populația lumii. Dacă ar putea fi dezvoltat în continuare într-o manieră mai direcționată, aceasta ar fi o contribuție împotriva foametei în lume. Cercetătorii au făcut acum un mare pas mai aproape de realizarea acestui lucru.
După ani de eforturi internaționale, genomul complex al grâului a fost aproape complet descifrat.
Un grup de peste 200 de cercetători din 73 de instituții din 20 de țări a publicat genomul grâului de pâine, cel mai important tip de grâu din lume, în revista „Science”.
Cercetătorii, care fac parte din Consorțiul internațional de secvențiere a genomului de grâu (IWGSC), speră că acest lucru va îmbunătăți aprovizionarea cu alimente la nivel mondial.
Grâul este alimentul de bază pentru mai mult de o treime din populația lumii și reprezintă aproape 20% din caloriile și proteinele pe care oamenii le consumă la nivel mondial, scriu cercetătorii. Cunoașterea genomului ar trebui să faciliteze producția de soiuri care aduc producții mai mari și mai stabile și care sunt mai bine adaptate schimbărilor climatice. Într-un studiu suplimentar, cercetătorii analizează, de asemenea, genele care sunt implicate în alergii. Acest lucru oferă speranță persoanelor cu intoleranță, de exemplu la ingredientul gluten.
Decodarea genomului grâului fusese așteptată cu nerăbdare la nivel mondial. Nici nu era de așteptat pentru anul viitor, spune vicepreședintele Institutului Federal de Cercetare pentru Plantele Cultivate, Institutul Julius Kühn, Frank Ordon. A vorbit despre o piatră de hotar. "Acum este posibil să identificăm genele care codifică caracteristicile importante din punct de vedere agricol mai rapid și, astfel, să le reproducă într-un mod mai vizat. Acest lucru va accelera progresul reproducerii." Creșterea convențională a grâului durează aproximativ zece ani pentru a produce noul soi. Acum acest lucru se poate face mult mai repede în combinație cu alte tehnici.
„Văd marea provocare acum în a afla ce gene și care rețele genetice sunt responsabile pentru care proprietăți agricole”, spune Ordon, care este, de asemenea, președintele comitetului de cercetare al inițiativei de grâu fondată de țările G20. "Apoi, puteți căuta variante genetice care sunt mai eficiente."
Manuel Spannagl de la Centrul Helmholtz din München, care, împreună cu Institutul Leibniz pentru Genetica Plantelor și Cercetarea Plantelor Culturale (IPK) Gatersleben, a jucat un rol principal în studiu, estimează că primele succese în utilizarea genomului pentru reproducere pot fi de așteptat în aproximativ doi până la trei ani.
Consorțiul a cercetat decriptarea timp de 13 ani. Asociații internaționale similare s-au format deja pentru secvențierea genomului orezului, porumbului și orzului. Grâul a fost ultimul genom de plante important din punct de vedere agronomic, care a reprezentat o enigmă și a fost deosebit de dificil de crăpat.
„Secvențierea completă a genomului grâului de pâine a fost considerată imposibilă mult timp, deoarece este extrem de mare și complexă”, a spus Nils Stein de la Institutul Leibniz pentru Genetica Plantelor și Cercetarea Plantelor Culturale (IPK) Gatersleben. În timp ce genomul uman conține în jur de 20.000 de gene, cercetătorii au descoperit 107.891 de gene în pâine sau grâu moale (Triticum aestivum).
„Estimăm că am descifrat astfel 94 la sută”, spune Spannagl. Grâul de pâine are un genom și mai complex decât grâul dur folosit pentru paste (Triticum durum). „În prezent lucrăm la paste de grâu”. Alte tipuri de grâu ar trebui acum să fie examinate mai atent. „Ideea acum este să înțelegem diversitatea naturală din grâu și să o facem utilizabilă”.
Deoarece nici măcar tehnologiile moderne nu au putut decoda materialul genetic dintr-o singură bucată, cercetătorii au avut doar fragmente disponibile pentru munca lor. Pentru a înțelege asamblarea corectă a acestor secvențe parțiale, echipa a dezvoltat algoritmi speciali. În cele din urmă, au reușit să clarifice ce gene sunt unde, cum sunt organizate și ce sarcini își asumă genele individuale.
Cercetătorii au urmărit, de asemenea, genele care declanșează intoleranța la grâu de la boala celiacă la astmul brutarului și au publicat rezultate suplimentare în revista „Science Advances”, paralel cu studiul principal.
„Acum suntem capabili să caracterizăm genele care cauzează alergie mult mai precis și mai bine”, a spus Spannagl. "Nu am găsit gene complet noi care să fie responsabile de diferite intoleranțe. Dar am reușit să determinăm poziția în care sunt localizate genele". Acest lucru înseamnă că noi tipuri de grâu pot fi obținute rapid prin reproducere și, teoretic, și prin inginerie genetică, care conțin mai puține proteine alergenice, cum ar fi glutenul.
Un total de cinci publicații însoțesc publicația principală. Un studiu aplică deja constatările: arată cât de puternic sau cât de slab funcționează genele individuale în diferite condiții, cum ar fi seceta. Acestea și numeroase alte studii care folosesc deja secvența genomică a grâului au fost posibile deoarece o versiune de lucru a secvenței genetice complete publicate acum a fost disponibilă pentru cercetări ulterioare în ianuarie 2017. (dpa)